Автоматизация выбора функциональной структуры системы комплексного моделирования чрезвычайных ситуаций

Резюме: Статья посвящена описанию постановки и алгоритма решения задачи выбора состава расчетно-моделирующих сервисов, формирующих функциональную структуру систем комплексного моделирования (СКМ) чрезвычайных ситуаций (ЧС). Основными исходными предпосылками для постановки задачи являются: 1 – необходимость использования для повышения качества прогнозирования развития ЧС не одной, а комплекса моделей, с реализацией механизма оперативного выбора и настройки конкретных моделей в каждой конкретной ситуации развития ЧС; 2 – целесообразность использования для создания СКМ сервис-ориентированной архитектуры, в рамках которой расчетно-моделирующие компоненты СКМ реализуются как веб-сервисы с определенным набором значений показателей качества их функционирования. Задача выбора ставится как многокритериальная с тремя типами показателей качества – стоимости моделирования (использования сервисов), оперативности (длительности расчетных операций) и целевого показателя качества (точности моделирования). В результате решения этой задачи по предложенному алгоритму определяется компромиссный вариант функциональной структуры СКМ, при котором обеспечивается минимизация максимального относительного взвешенного отклонения от оптимумов по частным показателям качества сервисов. На демонстрационном примере показано, что предложенный подход обеспечивает принципиальную возможность автоматизации задачи выбора функциональной структуры СКМ как непосредственно при моделировании развивающейся ЧС, так и в сценарном режиме.

Ключевые слова: комплексное моделирование, чрезвычайная ситуация, сервис-ориентированная архитектура, полимодельный комплекс.

I.Yu. Pimanov

Automation of selecting the functional structure of a system for complex emergency simulation

Abstract: The paper formulates the problem of selecting the composition of computational and modeling services that form the functional structure of complex modeling systems (CMS) of emergencies and describes the algorithm for its solution. The main initial prerequisites for the formulation of the mentioned problem are: 1 — the need to use not one, but a set of models, with the implementation of a mechanism for the prompt selection and adjustment of specific models in each particular emergency situation to improve the quality of emergency forecasting; 2 — the feasibility of using a service-oriented architecture to create an CMS, within which the computational and modeling components of the system are implemented as web services with a certain__ set of values of their functioning quality indicators. The selection problem is posed as a multi-criteria one with three types of quality indicators — the cost of modeling (use of services), operativeness (duration of calculation operations) and the target quality indicator (accuracy of modeling). As a result of solving this problem according to the proposed algorithm, a compromise version of the functional structure of the CMS is determined, which minimizes the maximum relative weighted deviation from the optima by particular indicators of the quality of services. The demonstration example shows that the proposed approach provides a fundamental possibility of automating the task of selecting the CMS functional structure both directly when modeling a developing emergency, and in a scenario mode.

Keywords: complex modeling, emergency, service-oriented architecture, polymodel complex. 

 DOI : 10.34219/2078-8320-2021-12-2-15-21